FR3051909A1 - SYSTEM AND METHOD FOR CHARACTERIZING THE PARAMETER (S) FUNCTIONAL (S) OF THE SUSPENSION OF THE TRAINS OF A VEHICLE - Google Patents

SYSTEM AND METHOD FOR CHARACTERIZING THE PARAMETER (S) FUNCTIONAL (S) OF THE SUSPENSION OF THE TRAINS OF A VEHICLE Download PDF

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Abstract

Un système (SC) permet de caractériser les suspensions de deux trains (T1, T2) de roues (R11-R21) d'un véhicule (VA) placées respectivement sur quatre vérins (V11-V21) d'un banc d'essai (BE). Ce système (SC) comprend : - des moyens de mesure (A11-A21, A'11-A'21, CD11-CD21) mesurant au moins le débattement relatif entre chaque roue et la caisse (CV), l'accélération de chaque roue, et une accélération d'une partie de la caisse (CV) située à proximité de chaque roue, et - des moyens d'analyse (MA) propres, consécutivement au déplacement brusque de chaque vérin (V11-V21) d'une première position de forte extension vers une seconde position de faible extension, à estimer par une méthode de traitement de signal au moins un paramètre fonctionnel de chaque suspension à partir des mesures effectuées consécutivement à ce déplacement brusque.A system (SC) makes it possible to characterize the suspensions of two trains (T1, T2) of wheels (R11-R21) of a vehicle (VA) placed respectively on four cylinders (V11-V21) of a test stand ( BE). This system (SC) comprises: measurement means (A11-A21, A'11-A'21, CD11-CD21) measuring at least the relative displacement between each wheel and the body (CV), the acceleration of each wheel, and an acceleration of a portion of the body (CV) located near each wheel, and - analysis means (AM) clean, following the sudden displacement of each cylinder (V11-V21) a first position of strong extension to a second position of small extension, to estimate by a signal processing method at least one functional parameter of each suspension from the measurements made following this abrupt displacement.

Description

SYSTÈME ET PROCÉDÉ DE CARACTÉRISATION DE PARAMÈTRE(S) FONCTIONNEL(S) DES SUSPENSIONS DES TRAINS D’UN VÉHICULE L’invention concerne les véhicules qui comprennent deux trains comportant chacun deux roues et une suspension passive, et plus précisément les systèmes et procédés permettant de caractériser de telles suspensions.

Une suspension passive d’un train de véhicule peut être caractérisée par au moins trois paramètres fonctionnels que sont la loi de flexibilité, la loi d’amortissement et le frottement, ainsi que par un comportement hystérétique des articulations élastiques. La flexibilité représente la déformation subie en fonction de la charge et donc la variation d’effort d’une suspension en fonction de son écrasement. Elle correspond donc à l’inverse de la raideur. Dans un train de véhicule ce sont les ressorts, les butées d’attaque et de détente et les raideurs parasites qui participent à la flexibilité globale de la suspension.

Comme le sait l’homme de l’art, la caractérisation des suspensions passives d’un véhicule se fait actuellement sur un banc de caractérisation de train ou un banc de caractérisation de véhicule. Ces bancs de caractérisation sont généralement complexes du fait du nombre important de paramètres fonctionnels qu’ils doivent déterminer. Malgré cela, ils ne permettent généralement pas de caractériser tous les paramètres fonctionnels d’une suspension. En effet, un banc de caractérisation de train ne permet qu’une caractérisation quasi-statique de l’ensemble (ressort, butée) et nécessite que le train soit totalement désolidarisé du véhicule, et un banc de caractérisation de véhicule permet de tester en quasi-statique les quatre roues d’un véhicule suivant la direction verticale ou dans le plan horizontal, mais seulement pour déterminer la flexibilité des suspensions et l’élasto-cinématique des essieux (déformés sous efforts).

Par ailleurs, une caractérisation nécessitant généralement plusieurs jours, pour certains bancs, elle doit être planifiée longtemps à l’avance compte tenu du taux très élevé d’utilisation des bancs de caractérisation résultant de leur nombre limité du fait de leur coût élevé.

Compte tenu des inconvénients précités, il est fréquent que les suspensions d’un véhicule n’aient pas été caractérisées avant un essai d’endurance ou une phase de mesures destinée à réaliser des essais ou à effectuer une corrélation des résultats de calculs théoriques à des résultats réels, laquelle s’avère malheureusement insuffisante du fait que les lois réelles qui régissent les suspensions réelles d’un véhicule sont dispersives et peuvent différer des lois théoriques. C’est notamment le cas des lois régissant l’amortissement qu’il faut alors vérifier (ou corréler) sur des bancs de contrôle spécifiques, et encore ces derniers ne permettent généralement qu’une vérification sous sollicitations harmoniques et le plus souvent pour des vitesses d’amortissement qui ne couvrent pas toute la plage de fonctionnement. De nouveau, du fait de cette contrainte supplémentaire les amortisseurs sont rarement caractérisés de façon unitaire, mais par sélection au hasard d’un amortisseur d’un lot, voire seulement d’un amortisseur ayant fonctionnellement une même loi d’amortissement. De plus, si l’on veut vraiment caractériser les moyens participant à l’amortissement au sein d’une suspension, il faut démonter ces moyens, ce qui n’est pas toujours faisable ou bien s’avère chronophage.

Il résulte de ce qui précède que les caractérisations de la flexibilité et de l’amortissement sont généralement réalisées séparément, et encore sans que l’intégralité de la plage de débattement de la suspension puisse être investiguée. L’invention a donc notamment pour but d’améliorer la situation.

Elle propose notamment à cet effet un système, d’une part, destiné à caractériser simplement des suspensions de deux trains de deux roues d’un véhicule comprenant une caisse, les quatre roues étant placées respectivement sur quatre vérins d’un banc d’essai à quatre vérins, et, d’autre part, comprenant : - des moyens de mesure propres à effectuer des mesures d’au moins un débattement relatif entre chaque roue et une partie de la caisse située au-dessus de cette roue, une accélération de chaque roue, et une accélération d’une partie de la caisse située à proximité de chaque roue, et - des moyens d’analyse propres, consécutivement à un déplacement brusque de chacun des vérins d’une première position de forte extension vers une seconde position de faible extension, à estimer par au moins une méthode de traitement de signal au moins un paramètre fonctionnel de chaque suspension à partir des mesures effectuées par les moyens de mesure consécutivement à ce déplacement brusque.

On peut ainsi caractériser facilement et rapidement les suspensions passives d’un véhicule juste avant un essai d’endurance ou une phase de mesures par corrélation sur le même banc d’essai à quatre vérins à quatre vérins que celui qui est utilisé pour réaliser cet essai ou cette phase.

Le système selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : - ses moyens d’analyse peuvent être agencés pour estimer au moins un paramètre fonctionnel de chaque suspension choisi parmi (au moins) une loi de flexibilité, une valeur de frottement de chaque suspension, et une loi d’amortissement ; - ses moyens de mesure peuvent être propres à effectuer des mesures d’un effort exercé par chaque roue sur le vérin qui est placé sous elle. Dans ce cas, ses moyens d’analyse peuvent être propres à estimer au moins un paramètre fonctionnel de chaque suspension à partir, également, de ces mesures d’effort effectuées par les moyens de mesure consécutivement au déplacement brusque des vérins dans leur seconde position ; > certains des moyens de mesure peuvent être des capteurs d’efforts, installés dans chacun des vérins dans une zone située sous la roue associée, et propres chacun à mesurer un effort exercé par une roue sur le vérin associé ; > en variante, certains des moyens de mesure peuvent être des capteurs d’efforts, installés dans chacune des roues, et propres chacun à mesurer un effort exercé par une roue sur le vérin associé ; - les première et seconde positions peuvent, par exemple, être espacées d’une hauteur qui est propre à induire une saturation choisie (c’est-à-dire plus ou moins importante) de butées d’attaque de chaque suspension après que les roues aient contacté de nouveau respectivement les vérins associés ; - ses moyens d’analyse peuvent être agencés pour estimer au moins un paramètre fonctionnel de chaque suspension en attaque et en partie en détente ; - ses moyens d’analyse peuvent être agencés pour assimiler le véhicule à un système à au moins deux degrés de liberté, et pour estimer au moins un paramètre de chaque suspension au moyen d’une méthode de traitement de signal et d’une méthode d’optimisation sous contrainte(s) appliquée(s) aux mesures effectuées, en assimilant le véhicule au système à deux degrés de liberté ; - ses moyens d’analyse peuvent être agencés pour comparer, au moyen d’au moins un filtrage choisi, des valeurs estimées, représentatives d’au moins un paramètre fonctionnel de chaque suspension, à une courbe théorique correspondante et issue de calculs. L’invention propose également un procédé, destiné à permettre la caractérisation des suspensions de deux trains de deux roues d’un véhicule comprenant une caisse, et comprenant : - une première étape dans laquelle on place les quatre roues respectivement sur quatre vérins d’un banc d’essai à quatre vérins, et on couple au véhicule et/ou aux vérins des moyens de mesure propres à effectuer des mesures d’au moins un débattement relatif entre chaque roue et une partie de la caisse située au-dessus de cette roue, une accélération de chaque roue, et une accélération d’une partie de la caisse située à proximité de chaque roue, - une deuxième étape dans laquelle on place chacun des vérins dans une première position de forte extension, - une troisième étape dans laquelle on déplace brusquement chacun des vérins dans une seconde position de faible extension et on enregistre des mesures effectuées par les moyens de mesure consécutivement à ce déplacement brusque, et - une quatrième étape dans laquelle on estime par au moins une méthode de traitement de signal au moins un paramètre fonctionnel de chaque suspension à partir des mesures enregistrées. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 illustre schématiquement, dans une vue de côté, une partie d’un banc d’essai à quatre vérins supportant respectivement les quatre roues d’un véhicule et un exemple de réalisation d’un système de caractérisation selon l’invention, en cours d’utilisation, - la figure 2A illustre de façon schématique au sein d’un diagramme un exemple d’évolution temporelle du débattement relatif (drjk) entre une roue d’un train de véhicule et une partie de la caisse de ce véhicule, avant et après le brusque déplacement des quatre vérins, - la figure 2B illustre de façon schématique au sein d’un diagramme un exemple d’évolution temporelle de l’accélération (a’jk) d’une partie de la caisse d’un véhicule située à proximité d’une roue, avant et après le brusque déplacement des quatre vérins, - la figure 2C illustre de façon schématique au sein d’un diagramme un exemple d’évolution temporelle de l’accélération (ajk) d’une roue d’un train de véhicule, avant et après le brusque déplacement des quatre vérins, et - la figure 3 illustre de façon schématique au sein d’un diagramme un premier exemple (c1) d’évolution de l’effort (fjk) mesuré et filtré lors du déplacement brusque des vérins, en fonction du débattement relatif (drjk) d’une roue d’un train de ce véhicule, un deuxième exemple (c2) d’évolution de l’effort (fjk) en fonction du débattement relatif (drjk), identifié au moyen de traitements mathématiques appliqués aux mesures filtrées c1 par un système de caractérisation selon l’invention, et un troisième exemple (c3) d’évolution de l’effort (fjk) en fonction du débattement relatif de ce même train, déterminée au moyen d’un banc de caractérisation de véhicule de l’art antérieur (et donc seulement en quasi statique). L’invention a notamment pour but de proposer un système SC, et un procédé associé, destinés à caractériser simplement et rapidement les suspensions passives de deux trains Tj (j = 1 ou 2) de deux roues Rjk (k = 1 ou 2) d’un véhicule VA qui est installé sur un banc d’essai à quatre vérins BE comportant quatre vérins Vjk (supportant les quatre roues Rjk).

Dans ce qui suit, on considère, à titre d’exemple non limitatif, que le véhicule est de type automobile. Il s’agit par exemple d’une voiture. Mais l’invention n’est pas limitée à ce type de véhicule. Elle concerne en effet tout véhicule comportant deux trains comprenant chacun deux roues et une suspension passive.

De plus, on considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que le banc d’essai à quatre vérins BE est de type « banc d’endurance à quatre vérins >> (ou B4V). Mais l’invention peut être mise en oeuvre sur d’autres bancs d’essai à quatre vérins, dès lors qu’ils comprennent quatre vérins destinés à supporter quatre roues faisant partie, par paires, de deux trains d’un véhicule, et dont l’extension peut varier suivant une direction verticale.

Il est ici rappelé qu’un banc de caractérisation véhicule (ou BCV) est un banc quasi-statique. Il peut, dans certains cas, nécessiter un remplacement des roues du véhicule par des fausses roues reliées aux vérins selon les trois dimensions de l’espace (XYZ) et ayant des cellules d’effort intégrées, et un bridage de la caisse au niveau des points crics. L’action du vérin en Z permet de connaitre la courbe de flexibilité. L’action des vérins en XY permet de caractériser l’élastocinématique du train dans le plan horizontal. Par contre, un banc d’essai à quatre vérins, utilisé dans l’invention, est destiné à réaliser des tests d’endurance de véhicule en reproduisant les sollicitations verticales de la route, mais il n’est pas du tout destiné à réaliser la moindre caractérisation.

Par ailleurs, on entend ici par « suspension » un ensemble comportant deux sous-ensembles associés respectivement à deux roues Rjk (gauche (k = 1 ) et droite (k = 2)) et comprenant chacun au moins un amortisseur associé à au moins un ressort ou à des moyens faisant office de ressort (par exemple dans le cas des suspensions hydrauliques et pneumatiques) et au moins deux éléments permettant de limiter le débattement du véhicule, l’un servant à maîtriser l’écrasement du véhicule, appelé butée d’attaque et en général fixé sur l’amortisseur, la caisse CV ou le train Tjk, et l’autre servant à limiter la course maximale de suspension, appelé butée de détente et généralement interne à l’amortisseur.

On a schématiquement représenté sur la figure 1 une partie d’un banc d’essai (à quatre vérins) BE comprenant quatre vérins Vjk supportant respectivement les quatre roues Rjk d’un véhicule VA et un exemple de réalisation non limitatif d’un système de caractérisation SC selon l’invention, équipant au moins en partie ce véhicule VA.

Le banc d’essai (à quatre vérins) BE comprend, par exemple, un support d’accueil dans lequel au moins quatre renfoncements ont été définis pour accueillir respectivement quatre vérins Vjk, ou bien une fosse dans laquelle sont installés quatre vérins Vjk et munie d’un plancher surélevé et comprenant des trous au droit des quatre vérins Vjk afin de permettre leur extension suivant la direction verticale Z. Chaque vérin Vjk comprend une partie inférieure fixe et une partie supérieure pouvant être translatée par rapport à la partie inférieure suivant la direction verticale Z et supportant l’une des quatre roues Rjk d’un véhicule VA. Comme illustré, la partie supérieure de chaque vérin Vjk peut comprendre un plateau (ou une coupelle) d’une surface suffisamment grande pour accueillir avec une marge une roue Rjk.

Chaque vérin Vjk peut être déplacé entre une position minimale correspondant à une extension minimale suivant la direction verticale et une position maximale correspondant à une extension maximale suivant la direction verticale. Il comprend à cet effet des moyens de contrôle propre à le placer dans une position choisie entre ses positions minimale et maximale en fonction d’une instruction reçue d’un ordinateur individuel OT qui est situé à proximité de la zone de caractérisation et qui fait partie du banc d’essai BE. Selon la caractérisation choisie il pourra ne pas être nécessaire d’aller jusqu’en position maximale.

Comme illustré sur la figure 1, un système de caractérisation SC, selon l’invention, comprend au moins des moyens de mesure Ajk, A’jk, CDjk et éventuellement CFjk, et des moyens d’analyse MA.

Les moyens de mesure Ajk, A’jk, CDjk et éventuellement CFjk sont destinés à être solidarisés temporairement au véhicule VA seulement, ou bien au véhicule VA et aux vérins Vjk, comme on le verra plus loin et comme illustré non limitativement sur la figure 1. Ils sont propres à mesurer au moins un débattement relatif drjk entre chaque roue Rjk et une partie de la caisse CV située au-dessus de cette roue Rjk, une accélération ajk de chaque roue Rjk, et une accélération a’jk d’une partie de la caisse CV située à proximité de chaque roue Rjk. Le fait de mesurer ainsi le débattement permet de contourner l’erreur de mesure liée aux déformations de caisse.

De préférence, et comme illustré non limitativement, le système de caractérisation SC comprend également des moyens de mesure CFjk propres à mesurer des efforts (ou forces) fjk exercé(e)s par chaque roue Rjk sur le vérin Vjk associé (placé sous elle (Rjk)).

Plus le nombre de moyens de mesure sera élevé, plus le nombre de caractéristiques estimées de chaque suspension sera élevé.

On notera que l’ensemble des mesures obtenues lors de la caractérisation de la suspension est parfois appelé « réponse impulsionnelle ».

Dans l’exemple illustré non limitativement sur la figure 1, les moyens de mesure comprennent : - quatre accéléromètres Ajk propres à mesurer respectivement les accélérations ajk des quatre roues Rjk des deux trains Tj, et de préférence solidarisés sur les parties centrales de ces roues Rjk, - quatre accéléromètres A’jk propres à mesurer respectivement les accélérations a’jk de quatre parties de la caisse CV du véhicule VA qui sont situées à proximité respectivement des quatre roues Rjk des deux trains Tj, - quatre capteurs de débattement CDjk propres à mesurer respectivement les débattements relatifs drjk entre les quatre roues Rjk et quatre parties de la caisse CV situées au-dessus de ces quatre roues Rjk, et - quatre capteurs d’efforts (ou de force) CFjk propres à mesurer respectivement les efforts (ou forces) fjk exercé(e)s par les quatre roues Rjk sur les vérins Vjk qui sont placés sous elles (Rjk).

On notera que dans l’exemple illustré non limitativement sur la figure 1, les éventuels capteurs d’efforts CFjk sont installés dans les parties supérieures des vérins Vjk, et plus précisément dans des zones d’appui situées sous les roues Rjk. A titre d’exemple, chaque capteur de force CFjk peut mesurer plusieurs efforts au moyen de plusieurs cellules de charge.

Mais dans une variante de réalisation, les éventuels capteurs de force CFjk pourraient être installés dans les roues Rjk. Les roues Rjk sont alors de type dynamométrique. Mais tout autre capteur permettant de récupérer un torseur en centre de roue peut être utilisé. On notera cependant qu’il est préférable de récupérer l’effort au niveau de chaque roue car on est moins perturbé par le « rebond de roue >> ou mode de la masse non suspendue Mns sur la raideur kns du pneu.

On pourrait également utiliser à la fois d’éventuels capteurs d’efforts installés dans les vérins Vjk et d’éventuels capteurs d’efforts installés dans les roues Rjk.

Chaque mesure de débattement relatif (roue/caisse) drjk est relativement simple à mettre en oeuvre, et permet de mesurer le débattement de la suspension en minimisant les effets de déformation de la caisse CV si la localisation de cette mesure est judicieusement choisie. Il est donc possible d’effectuer des comparaisons avec les courses (ou débattements) théoriques de suspension, sans correction pour retirer la partie flexibilité de la caisse CV. En variante, on pourrait utiliser des capteurs propres à mesurer chacun le débattement entre une partie de caisse et le sol et des capteurs propres à mesurer chacun le débattement entre une roue Rjk et le sol.

Les moyens d’analyse MA sont propres, consécutivement à un déplacement brusque et simultané de chacun des vérins Vjk d’une première position de forte extension vers une seconde position de faible extension (et illustrée sur la figure 1), à estimer par au moins une méthode de traitement de signal au moins un paramètre fonctionnel de chaque suspension à partir des mesures effectuées par les moyens de mesure (au moins Ajk, A’jk et CDjk) consécutivement à ce déplacement brusque.

On comprendra qu’au début d’une caractérisation on commence par placer les vérins Vjk dans leur première position, alors qu’ils supportent respectivement les quatre roues Rjk.

On notera que la première position (de forte extension) de chaque vérin Vjk peut être éventuellement la position maximale de ce dernier (Vjk), et la seconde position (de faible extension) de chaque vérin Vjk peut être éventuellement la position minimale de ce dernier (Vjk). Mais cela n’est pas obligatoire. Ce qui est important, c’est qu’il existe une différence de hauteur h entre les première et seconde positions suffisante pour réaliser la caractérisation choisie des suspensions (c’est-à-dire l’estimation d’au moins un paramètre fonctionnel de chaque suspension).

On notera que lorsque le système SC comprend des moyens de mesure CFjk propres à effectuer des mesures d’un effort fjk exercé par chaque roue Rjk sur le vérin Vjk qui est placé sous elle (Rjk), les moyens d’analyse MA peuvent être propres à estimer au moins un paramètre fonctionnel de chaque suspension à partir, également, de ces mesures d’effort fjk effectuées par les moyens de mesure CFjk consécutivement au déplacement brusque et simultané des vérins Vjk dans leur seconde position.

On notera également que chaque paramètre fonctionnel estimé pour chaque suspension peut être choisi parmi au moins une loi de flexibilité, une valeur de frottement, et une loi d’amortissement.

Il est rappelé que la flexibilité représente la déformation subie en fonction de la charge et donc la variation d’effort d’une suspension en fonction de l’écrasement. Elle correspond donc à l’inverse de la raideur. Ce sont les ressorts, les butées d’attaque et de détente et les raideurs parasites d’un train Tj qui participent à la flexibilité.

Dans l’exemple illustré non limitativement sur la figure 1, les moyens d’analyse MA sont installés dans l’ordinateur individuel OT (qui fournit les instructions de position aux moyens de contrôle des quatre vérins Vjk). En variante, ils pourraient être installés dans un ordinateur portable ou une tablette électronique. Dans une autre variante, les moyens d’analyse MA pourraient constituer un équipement d’analyse comprenant des moyens de traitement (ou CPU), comme par exemple un ordinateur individuel ou un ordinateur portable ou encore une tablette électronique. Par conséquent, les moyens d’analyse MA peuvent être réalisés sous la forme de modules logiciels (ou informatiques ou encore « software »), ou bien d’une combinaison de circuits électroniques (ou « hardware ») et de modules logiciels.

Par ailleurs, dans l’exemple illustré non limitativement sur la figure 1, les moyens d’analyse MA reçoivent les mesures effectuées par les moyens de mesure Ajk, A’jk et CDjk (ainsi qu’éventuellement CFjk) via des câbles informatiques connectés à l’ordinateur individuel OT. Mais ils pourraient recevoir ces mesures par voie d’ondes (sous réserve que l’ordinateur individuel OT et les moyens de mesure Ajk, A’jk et CDjk (ainsi qu’éventuellement CFjk) soient équipés de modules de communication non filaire).

De préférence, les mesures commencent à être enregistrées par les moyens d’analyse MA avant que l’on déplace brusquement et simultanément les quatre vérins Vjk (alors qu’ils sont placés dans leur première position), puis jusqu’à ce que le véhicule VA soit totalement immobile.

Lorsque l’on déplace brusquement chacun des vérins Vjk de sa première position vers sa seconde position (sur une hauteur h), les pneus des roues Rjk peuvent (dans certaines caractérisations fonction notamment de h et de la dynamique des vérins Vjk) ne plus contacter les vérins Vjk pendant un bref instant, puis les roues Rjk se dirigent vers les vérins Vjk associés sous l’effet de la pesanteur, ce qui induit un écrasement de chaque suspension lors de l’impact entre les pneus des roues Rjk et les zones d’appui des vérins Vjk, puis au moins un rebond (dont l’amplitude suivant la direction verticale est d’autant plus importante que la hauteur h est importante.

Cette hauteur h et surtout la hauteur de la caisse déterminent la vitesse de chute des roues Rjk au moment de l’impact de leurs pneus, et donc va conditionner le niveau d’écrasement des butées d’attaque de chaque suspension. Par exemple, cette hauteur h peut être choisie de manière à induire une saturation choisie (c’est-à-dire plus ou moins importante) des butées d’attaque de la suspension après que les roues Rjk aient contacté de nouveau respectivement les zones d’appui des vérins Vjk associés.

Par exemple, dans le cas d’une butée d’attaque réalisée dans un matériau hétérogène (c’est-à-dire avec des bulles d’air), la saturation de butée survient lorsque les bulles d’air ont été comprimées et donc que le « mur de raideur >> du matériau apparaît. L’amplitude d’extension maximale des vérins Vjk peut suffire à parcourir toute la courbe de suspension en attaque et au moins en partie en détente. En effet, la dynamique des vérins n’est en général pas suffisante pour que les roues Rjk décollent et partent en détente maximale. La dynamique des roues Rjk est effectivement trop rapide pour qu’elles décollent et donc pour parcourir toute la course de suspension, et donc c’est la dynamique de pompage/tangage du véhicule qui permet d’attaquer. Dans ce cas, une mesure statique sur un simple pont à bras permet de compléter la courbe de suspension en détente.

On a schématiquement illustré sur la figure 2A un diagramme d’un exemple d’évolution temporelle (t) du débattement relatif (drjk) entre une roue Rjk d’un train Tj d’un véhicule VA et une partie de la caisse CV de ce véhicule VA, avant et après le brusque déplacement des quatre vérins Vjk.

Lorsque l’on dispose, grâce à chaque capteur de débattement CDjk, de mesures représentatives de l’évolution temporelle de chaque débattement relatif drjk, du type de celle illustrée sur la figure 2A, on peut déduire de la position du premier rebond, qui correspond à l’écrasement maximal des butées d’attaque, et de la position de la détente maximale la course totale en attaque de chaque suspension du véhicule VA.

On notera que le nombre d’oscillations visibles sur la courbe de la figure 2A peut permettre d’approximer la loi d’amortissement de la suspension (au frottement près). Mais cette caractérisation de la loi d’amortissement est imprécise en raison de sa forte non-linéarité et du fait que le nombre de points de mesures est trop faible pour estimer proprement la loi au vu de la non-linéarité de l’amortissement.

On a schématiquement illustré sur la figure 2B un diagramme d’un exemple d’évolution temporelle (t) de l’accélération a’jk d’une partie de la caisse CV située à proximité de la roue Rjk (objet de la figure 2A), avant et après le brusque déplacement des quatre vérins Vjk.

Par ailleurs, on a schématiquement illustré sur la figure 2C un diagramme d’un exemple d’évolution temporelle (t) de l’accélération ajk de la roue Rjk du train de véhicule (objet des figures 2A et 2B), avant et après le brusque déplacement des quatre vérins Vjk.

De préférence, les moyens d’analyse MA sont agencés pour estimer chaque paramètre fonctionnel de chaque suspension en assimilant le véhicule VA à un système à au moins deux degrés de liberté (ou « 2 ddis >>), dans lequel on peut négliger les effets liés au tangage (car on utilise un banc B4V BE). Plus précisément, ce système comporte une masse suspendue Ms (représentative de la partie de caisse CV qui est couplée aux roues Rjk), une masse non suspendue Mns (représentative des roues Rjk), un premier ressort ayant une raideur ks et reliant la masse suspendue Ms à la masse non suspendue Mns, et un second ressort ayant une raideur kns, représentative de la raideur d’un pneu d’une roue Rjk et reliant la masse non suspendue Mns au vérin Vjk associé. Ce système est certes idéal, puisque les amortissements de la caisse CV et des pneus sont négligés, mais il permet de calculer avec une bonne approximation les modes propres du véhicule VA et, dans un premier temps, les valeurs fonctionnelles de réglage du véhicule VA, à savoir Cs (coefficient d’amortissement de la suspension), ks et kns.

Pour des véhicules que l’on ne connaît pas (ou peu), on doit procéder par étapes du fait que l’on ne connaît ni la masse Ms qui est suspendue à chaque train Tj, ni la masse Mns qui n’est pas suspendue à ce train Tj, ni le typage de chaque suspension.

En notant zs et zns les coordonnées respectives du centre de gravité de la masse suspendue Ms et de la masse non suspendue Mns, l’application de la relation fondamentale de la dynamique à la partie du véhicule VA (modélisée par le système 2ddls précité) donne un système classique de deux équations différentielles couplées :

Ms*zs” + ks*(zs - zns) + Cs*(zs’ - zns’) = Mv*g

Mns*zns” - Cs*(zs’- zns’) - ks*(zs - zns) + kns*zns = 0, où Mv = Ms + Mns, Cs est le coefficient d’amortissement d’une suspension, et g est la constante de la gravitation, et avec comme conditions initiales Zs” = Mv*g et Zs’ = Mv*g*h0.

Ces deux équations différentielles couplées peuvent être réécrites sous une forme matricielle, ce qui permet d’en déduire les pulsations ω+ et ω. des modes propres réels du système non amorti en calculant les valeurs propres de la matrice :

Pour un véhicule VA, la raideur des pneus kns est très grande par rapport à celle des suspensions et la masse suspendue Ms est très grande devant la masse non suspendue Msn (typiquement on a Ms = 1500kg, Mns = 150kg, ks = 50 N.mm“^ et kns = 500 N.mm“^). On peut donc écrire : ks/kns « 1 et Mns/Ms « 1. Avec une telle approximation les pulsations ω+ et ω. des modes propres réels se réécrivent :

et

Le premier mode (ayant la pulsation ω+) est appelé mode de rebond de roue. Il est généralement situé autour de 12 Hz. Le second mode (ayant la pulsation ω.) est appelé mode de suspension. Il est généralement compris entre 1,1 Hz et 1,7 Hz selon le typage du véhicule.

Ce premier mode est en fait un mode complexe et la fréquence (ou pulsation) dépend de l’amortissement qui est non-linéaire autour du 0 (c’est-à-dire autour d’une valeur de débattement relatif dr égale à 0). Mais on peut partir du postulat que la raideur (ou flexibilité) K de la suspension est linéaire autour du 0, car c’est ce qui survient dans la grande majorité des cas.

Pour un véhicule connu. Ms et Mns sont connus, et Cs et Ks sont connus de manière fonctionnelle bien qu’il puisse y avoir des petites variations liées aux dispersions de fabrication, à la méconnaissance précise de la loi de flexibilité autour du 0, et à la méconnaissance précise de la loi d’amortissement. Pour un véhicule pas (ou peu) connu, seule la masse totale Mv = Mns + Ms est connue, Ms et Mns étant inconnues.

Dans le cas de l’utilisation du système à deux degrés de liberté décrit ci-avant, les moyens d’analyse MA peuvent être agencés pour estimer au moins un paramètre fonctionnel de chaque suspension au moyen d’une méthode de traitement de signal et d’une méthode d’optimisation sous contrainte(s) appliquée(s) aux mesures effectuées, en assimilant le véhicule VA à ce système à deux degrés de liberté.

La détermination de la loi de flexibilité nécessite au préalable de filtrer correctement le signal pour retirer correctement les perturbations qui sont liées aux modes parasites (liés notamment au rebond de roue et à l’influence des modes GMP (« Groupe Moto Propulseur >>) dont le hachis moteur).

Tout d’abord on peut commencer par déterminer la flexibilité du véhicule VA autour d’une assiette de référence qu’il possède lorsque les vérins Vjk sont dans leur première position.

Un bon moyen pour déterminer la flexibilité en détente consiste à lever le véhicule VA tout en mesurant les efforts exercés par les roues Rjk sur les plateaux des vérins Vjk et les débattements relatifs drjk. Une autre solution consiste à lever le véhicule VA, par exemple lors d’une pesée. Le fait de lever le véhicule VA permet en effet de connaître précisément la course totale ainsi que le coefficient directeur de la loi de flexibilité, autrement dit la raideur ks du ressort de chaque suspension. Encore une autre solution, simple et efficace, consiste à extraire le signal lors du dernier cycle de stabilisation. On doit alors veiller à ce que la vitesse du véhicule VA, notamment en détente, soit faible (typiquement inférieure à 350 mm/s). Cela peut éventuellement imposer de faire une caractérisation avec une hauteur h plus petite.

Une estimation de la raideur de suspension (ou flexibilité) K (= ks) peut être obtenue, par exemple, en utilisant une méthode de traitement du signal comme par exemple les modes de PRONY. Ces modes de Prony permettent en effet d’accéder aux pulsations ω+ et ω., et donc, connaissant les masses Ms et Mns on peut en déduire la raideur de suspension K (sous réserve que la loi de flexibilité ne soit pas trop non linéaire dans ce domaine de fonctionnement). On notera qu’à l’inverse, lorsque l’on connaît K, ω+ et ω., on peut en déduire Ms et Mns.

En variante, on peut utiliser des méthodes de filtrage complexes, comme par exemple celle dite de Kalman.

Une autre variante consiste à estimer K en utilisant la courbe de flexibilité en fonction du débattement relatif drjk entre la détente maximale mesurée après le premier rebond et le deuxième rebond. Dans ce cas, en traçant la droite entre les deux extrema où la vitesse de débattement est nulle (c’est-à-dire en faisant une interpolation linéaire sur la courbe de flexibilité), on peut approximer la loi de flexibilité. Si l’on dépasse ce seuil de vitesse de débattement nulle, on doit recaler non pas au premier cycle mais à partir du moment où la vitesse atteint ce seuil. On commet alors une imprécision (typiquement d’environ 10%) car les efforts des amortisseurs ne sont pas négligeables devant la variation des efforts des ressorts, mais cela permet d’avoir au premier ordre une estimation acceptable de la raideur de suspension (ou flexibilité) K. On notera que dans cette plage, les vitesses de débattement sont faibles (typiquement inférieures à 0,4 m/s), et donc les efforts d’amortissement sont limités. Malgré tout, il existe des fluctuations de l’effort et du débattement autour de la zone du rebond de roue. On notera également que cette plage peut aussi permettre d’estimer chaque loi d’amortissement.

La raideur de suspension (ou flexibilité) K est ainsi connue à environ 10% ou 20%. Une correction de K peut alors se faire via l’information qui est donnée au moment où on commence à déplacer les vérins Vjk vers leur seconde position (recalage via une estimation de l’amortissement en détente). Ce moment est relativement délicat à déterminer. Cependant, au début du déplacement, on peut considérer qu’il n’y a pas d’effet dynamique et donc que le seul effort présent est celui exercé par la poussée de chaque ressort, la résistance de chaque amortisseur et les accélérations des masses non suspendues. Cela permet d’estimer la valeur de l’amortissement en détente jusqu’à environ 0,5 m/s ou 0,6 m/s. Au-delà, des phénomènes dynamiques liés au contact de chaque pneu sur la zone d’appui du vérin Vjk associé vont perturber l’estimation. A partir de cette estimation de la valeur initiale de l’amortissement en détente et grâce à un processus d’optimisation on peut effectuer un recalage de la pente de la flexibilité sur la partie du signal ayant servi à estimer le coefficient directeur de la flexibilité. Notamment, on pourrait utiliser pour ce faire une méthode de type Kalman pour accéder à ces paramètres. On notera qu’au-delà de 0,3 m/s la viscosité de l’amortissement est non linéaire, notamment en détente.

Une fois que le coefficient directeur de la courbe de flexibilité en détente a été corrigé, on peut prolonger linéairement la courbe de flexibilité Fjk en détente au moyen d’une loi de type Fjk = K*drjk, tant que la butée de détente n’intervient pas.

Pour estimer la raideur de suspension (ou flexibilité) K en attaque, on peut estimer sur la courbe d’évolution du déplacement relatif drjk, dans la partie correspondant à la phase d’attaque, le point où il y a une légère rupture (ou discontinuité) de pente et qui correspond au moment où les efforts en butées d’attaque ne sont plus négligeables (du fait que ces dernières commencent à jouer leur rôle). Ensuite, on relève le déplacement drbjk correspondant à ce point estimé. Dans certains cas, la cote correspondant à ce moment est difficile à relever et donc on est obligé de la relever sur le deuxième rebond. Puis, la détermination de la flexibilité peut se faire au moment du premier rebond sur la butée d’attaque, car on attaque fortement cette dernière.

Au moment où survient le premier rebond du véhicule VA sur les butées d’attaque, les niveaux d’efforts mesurés et la forme de chaque courbe d’effort fjk montrent que les butées d’attaque sont saturées. Lors de cette saturation, les efforts fjk mesurés sont quasi exclusivement liés à l’écrasement des butées d’attaque auquel correspond une raideur kb (ainsi que dans certains cas une contribution de la raideur de la caisse CV, ce dont on peut s’affranchir par un choix approprié des moyens de mesure). En effet, la vitesse est quasi nulle, et donc les efforts d’amortissement Cs*drjk’ sont très faibles par rapport à kb*drjk, et l’influence du rebond est faible devant celles des butées d’attaque au vu des raideurs, dr’ est ici la dérivé de dr (le débattement relatif). Donc, au moment où on sature les butées d’attaque, les efforts fjk sont quasi exclusivement ceux des butées d’attaque. On peut donc obtenir une approximation précise de la raideur des butées d’attaque kb entre une position drajk correspondant à une attaque maximale et une position drajk - dajk, où dajk est l’altitude de la roue Rjk pour laquelle la vitesse va dépasser un seuil choisi, qui correspond à une vitesse pour laquelle les efforts amortisseurs ne sont plus négligeables. Par exemple, on peut choisir un seuil égal à environ 0,35 m/s. Entre ces deux positions drajk et drajk - dajk, la détermination de la flexibilité en attaque est précise.

Il ne reste plus alors qu’à interpoler la courbe de flexibilité en attaque K(x) = Fjk/drjk(x)) entre la position d’attaque maximale drajk et la position drbjk pour estimer l’effort de saturation des butées d’attaque. A titre d’exemple, cette interpolation peut se faire au moyen d’un modèle mathématique basé sur des exponentielles passant entre les positions drbjk et drajk et d’au moins une méthode d’optimisation. A titre d’exemple purement illustratif, on peut utiliser un modèle mathématique tel que :

où bi est un coefficient polynomial et f est un facteur de forme choisi. Par exemple, l’indice i peut varier entre 1 et 3.

Ce type de modèle polynomial et exponentiel, illustratif, permet d’améliorer la courbure entre la zone linéaire et la partie de saturation de la butée d’attaque drajk. Bien entendu, d’autres modèles mathématiques peuvent être envisagés.

On a schématiquement illustré sur la figure 3 un premier exemple c1 d’évolution de l’effort fjk mesuré et filtré après le déplacement brusque des vérins Vjk (qui induit un lâcher du véhicule VA), en fonction du débattement relatif mesuré de la suspension d’un train Tj de ce véhicule VA. Cette évolution est obtenue au moyen des mesures fournies par les capteurs CFjk et CDjk. Sur cette figure 3 se trouve également illustré un deuxième exemple c2 d’évolution de l’effort fjk en fonction du débattement relatif drjk identifié, après application des traitements mathématiques aux mesures filtrées c1, pour ce train Tj par un système de caractérisation SC.

Dans cet exemple, toute la partie comprise entre -90 mm et -i-30 mm peut, par exemple, être obtenue directement lors d’un levage du véhicule VA, par exemple sur un pont à bras. Les paramètres fonctionnels sont obtenus au moins par interpolation linéaire de la courbe de flexibilité. La partie comprise entre drajk et drbjk est par exemple obtenue par interpolation de la courbe de flexibilité. La partie comprise entre 0 et drajk est par exemple obtenue par optimisation sous contrainte (s). A titre de comparaison, on a également illustré sur la figure 3 un troisième exemple c3 d’évolution de l’effort quasi statique fjk en fonction du débattement relatif drjk de ce même train Tj, déterminée au moyen d’un banc de caractérisation de véhicule de l’art antérieur. A partir du moment où on dispose de l’effort en fonction du déplacement relatif (f(drjk)), on peut avoir une estimation de la loi d’amortissement ajk(t). Cela se fait entre le moment où le déplacement relatif drjk est nul (après le premier rebond) et le moment où le véhicule se stabilise. Pour ce faire on peut utiliser la formule f(t) - f(drjk(t)) = ajk(t). On détermine alors une courbe dans laquelle passe la courbe théorique d’amortissement ajk(t).

Par exemple, lorsque l’on connaît dr, Ms, zs” et ks, on peut recalculer (par exemple au moyen d’une méthode d’homogénéisation ou d’une méthode d’optimisation (de préférence non-linéaire)) la valeur du coefficient d’amortissement de la suspension Cs. On notera qu’à l’origine de la caractérisation, on a une plage de fonctionnement (d’environ 40 mm) qui permet de vérifier l’ordre de grandeur de Cs. On notera également que la loi d’amortissement ajk(t) peut être éventuellement affinée en effectuant successivement plusieurs caractérisations (via plusieurs déplacements successifs des vérins Vjk de différentes. La caractérisation précitée peut se faire entre la cote de déplacement relatif nul et la stabilisation du véhicule VA. On peut montrer que dans de nombreuses situations les efforts fjk(t) peuvent être déterminés au moyen de la formule drjk’ = fjk(t) - Mns*drjk” - K(drjk)*drjk. Cette détermination pourrait également se faire au moyen d’une méthode d’optimisation.

On notera que chaque courbe d’amortissement estimée ne représente qu’une partie de la réponse d’un amortisseur. Elle est cependant suffisante pour effectuer une comparaison avec la loi effort/vitesse théorique.

On notera également que l’on peut améliorer la prédictivité de la loi d’amortissement en détente en utilisant le début de la caractérisation où les efforts sont majoritairement des efforts visqueux et de poussée du ressort sur la masse non suspendue Mns. La conformité de chaque loi d’amortissement ne peut se faire qu’en comparant la courbe obtenue et les courbes théoriques ramenées au centre de roue.

On notera également que pour obtenir la valeur estimée du paramètre fonctionnel que constitue la valeur du frottement Fs d’une suspension, on peut procéder comme suit. Tout d’abord, on peut constater qu’après les oscillations survient rapidement une stabilisation, avec un résiduel de débattement relatif drrjk qui est lié au frottement. Connaissant la loi de flexibilité autour du 0 et cette valeur du résiduel de débattement relatif drrjk, on peut, par exemple, approximer la valeur du frottement de la suspension par l’équation Fs = ks*drrjk.

On notera également que les moyens d’analyse MA peuvent être également et éventuellement agencés pour comparer, au moyen d’au moins un filtrage choisi, des valeurs estimées, représentatives d’au moins un paramètre fonctionnel de chaque suspension du véhicule VA, à une courbe théorique correspondante et issue de calculs. Cette comparaison se fait de préférence après un recalage de l’assiette du véhicule VA. Cela permet avantageusement de vérifier si les paramètres fonctionnels estimés correspondent à des paramètres fonctionnels théoriques connus.

Il est important de noter que l’invention peut être également considérée sous l’angle d’un procédé de caractérisation des suspensions d’un véhicule VA, pouvant être notamment mis en œuvre au moyen d’un système de caractérisation SC du type de celui présenté ci-avant, au sein d’un banc d’essai BE à quatre vérins Vjk. Les fonctionnalités offertes par la mise en œuvre du procédé selon l’invention étant identiques à celles offertes par le système SC présenté ci-avant, seule la combinaison de fonctionnalités principales offerte par le procédé est présentée ci-après. Ce procédé comprend quatre étapes.

Dans une première étape, on place les quatre roues Rjk d’un véhicule VA respectivement sur quatre vérins Vjk d’un banc d’essai BE, et on couple au véhicule VA et/ou aux vérins Vjk des moyens de mesure Ajk, A’jk, CDjk (et éventuellement CFjk) propres à effectuer des mesures d’au moins un débattement relatif drjk entre chaque roue Rjk et une partie de la caisse CV du véhicule VA située au-dessus de cette roue Rjk, une accélération ajk de chaque roue Rjk, et une accélération a’jk d’une partie de la caisse CV située à proximité de chaque roue Rjk.

Dans une deuxième étape, on place chacun des vérins Vjk dans une première position de forte extension (éventuellement la position maximale).

Dans une troisième étape, on déplace brusquement chacun des vérins Vjk dans une seconde position de faible extension (éventuellement la position minimale), et on enregistre des mesures effectuées par les moyens de mesure Ajk, A’jk, CDjk (et éventuellement CFjk) consécutivement à ce déplacement brusque.

Dans une quatrième étape, on estime par au moins une méthode de traitement de signal au moins un paramètre fonctionnel de chaque suspension à partir des mesures enregistrées dans la troisième étape. L’invention offre plusieurs avantages, parmi lesquels : - une estimation de(s) caractéristiques des suspensions d’un véhicule simple, rapide (à réaliser et à mettre en œuvre), et économique, - un système de caractérisation simple et peu onéreux, - elle permet d’obtenir rapidement des estimations de caractéristiques des suspensions lorsqu’il n’est pas possible d’utiliser un banc de caractérisation de l’art antérieur, - la possibilité de vérifier rapidement la conformité de chaque suspension de chaque train d’un véhicule sur un banc d’essai à quatre vérins avant un essai (d’endurance ou de mesures) ou lors d’un essai destiné à déterminer une éventuelle dérive, là on où ne peut réaliser une caractérisation de type BCV, - la possibilité de vérifier la conformité d’un modèle.

The invention relates to vehicles which comprise two trains each comprising two wheels and a passive suspension, and more specifically the systems and methods for making the vehicle trainable. characterize such suspensions.

A passive suspension of a vehicle train can be characterized by at least three functional parameters that are the law of flexibility, the law of damping and the friction, as well as by a hysteretic behavior of the elastic joints. The flexibility represents the deformation undergone as a function of the load and therefore the variation of effort of a suspension as a function of its crushing. It corresponds to the opposite of stiffness. In a vehicle train, it is the springs, the attack and relaxation stops and the parasitic stiffnesses that contribute to the overall flexibility of the suspension.

As known to those skilled in the art, the characterization of passive suspensions of a vehicle is currently done on a train characterization bench or a vehicle characterization bench. These characterization banks are generally complex because of the large number of functional parameters they must determine. Despite this, they generally do not allow to characterize all the functional parameters of a suspension. Indeed, a train characterization bench only allows a quasi-static characterization of the assembly (spring, stop) and requires that the train is completely detached from the vehicle, and a vehicle characterization bench allows to test in quasi -static the four wheels of a vehicle in the vertical direction or in the horizontal plane, but only to determine the flexibility of the suspensions and the elasto-kinematics of the axles (deformed under efforts).

Moreover, a characterization generally requires several days, for some banks, it must be planned well in advance given the very high rate of use of characterization banks resulting from their limited number because of their high cost.

Given the aforementioned drawbacks, it is common for suspensions of a vehicle not to be characterized before an endurance test or a measurement phase intended to carry out tests or to correlate the results of theoretical calculations with actual results, which is unfortunately insufficient because the actual laws governing the actual suspensions of a vehicle are dispersive and may differ from the theoretical laws. This is particularly the case of the laws governing depreciation which must then be checked (or correlated) on specific test benches, and again these generally allow only a check under harmonic solicitations and most often for speeds that do not cover the entire operating range. Again, because of this additional constraint, the dampers are rarely characterized in a unitary manner, but by random selection of a damper of a lot, or only of a damper functionally having the same damping law. In addition, if one really wants to characterize the means involved in the damping within a suspension, it is necessary to disassemble these means, which is not always feasible or is time-consuming.

It follows from the above that the characterizations of flexibility and damping are generally performed separately, and again without the entire range of travel of the suspension can be investigated. The invention is therefore particularly intended to improve the situation.

It proposes for this purpose a system, on the one hand, intended simply to characterize suspensions of two sets of two wheels of a vehicle comprising a body, the four wheels being placed respectively on four jacks of a test bench. with four cylinders, and, on the other hand, comprising: measuring means capable of making measurements of at least one relative clearance between each wheel and a part of the box situated above this wheel, an acceleration of each wheel, and an acceleration of a portion of the body located near each wheel, and - clean analysis means, following a sudden displacement of each of the cylinders from a first position of strong extension to a second position of small extension, to estimate by at least one signal processing method at least one functional parameter of each suspension from measurements made by the measuring means following this die sudden placement.

Thus, passive suspensions of a vehicle can be easily and quickly characterized just before an endurance test or a correlation measurement phase on the same four-jack cylinder test rig that is used to perform this test. or this phase.

The system according to the invention can comprise other characteristics that can be taken separately or in combination, and in particular: its analysis means can be arranged to estimate at least one functional parameter of each suspension chosen from (at least) a flexibility law, a friction value of each suspension, and a damping law; its measurement means may be able to measure the force exerted by each wheel on the jack which is placed beneath it. In this case, its analysis means may be able to estimate at least one functional parameter of each suspension from, also, these effort measurements made by the measuring means following the sudden displacement of the cylinders in their second position; > Some of the measuring means may be force sensors, installed in each of the cylinders in an area below the associated wheel, each suitable for measuring a force exerted by a wheel on the associated jack; alternatively, some of the measuring means may be force sensors, installed in each of the wheels, each suitable for measuring a force exerted by a wheel on the associated jack; the first and second positions may, for example, be spaced apart by a height which is capable of inducing a saturation chosen (that is to say, more or less important) of the driving abutments of each suspension after the wheels have contacted respectively the associated cylinders; its analysis means can be arranged to estimate at least one functional parameter of each suspension in attack and in part in expansion; its analysis means can be arranged to assimilate the vehicle to a system with at least two degrees of freedom, and to estimate at least one parameter of each suspension by means of a signal processing method and a method of optimization under stress (s) applied to the measurements made, by assimilating the vehicle to the system with two degrees of freedom; its analysis means may be arranged to compare, by means of at least one selected filtering, estimated values, representative of at least one functional parameter of each suspension, with a corresponding theoretical curve resulting from calculations. The invention also proposes a method for enabling the characterization of the suspensions of two trains of two wheels of a vehicle comprising a body, and comprising: a first step in which the four wheels are respectively placed on four cylinders of a test bench with four jacks, and torque to the vehicle and / or cylinders measurement means for measuring at least one relative clearance between each wheel and a portion of the body located above this wheel , an acceleration of each wheel, and an acceleration of a portion of the body located near each wheel, - a second step in which each cylinder is placed in a first position of strong extension, - a third stage in which one abruptly moves each of the cylinders in a second position of small extension and records are recorded by the measuring means following this abrupt movement e, and a fourth step in which at least one signal processing method estimates at least one functional parameter of each suspension from the recorded measurements. Other features and advantages of the invention will appear on examining the detailed description below, and the accompanying drawings, in which: - Figure 1 schematically illustrates, in a side view, part of a bench test system with four cylinders respectively supporting the four wheels of a vehicle and an exemplary embodiment of a characterization system according to the invention, in use, - Figure 2A schematically illustrates within a diagram an example of temporal evolution of the relative deflection (drjk) between a wheel of a vehicle train and a part of the body of this vehicle, before and after the sudden displacement of the four cylinders, - Figure 2B schematically illustrates in a diagram, an example of a temporal evolution of the acceleration (a'jk) of a part of the body of a vehicle situated near a wheel, before and after the sudden displacement of the four jacks, - Figure 2C schematically illustrates in a diagram an example of temporal evolution of the acceleration (ajk) of a wheel of a vehicle train, before and after the abrupt displacement of the four jacks, and - FIG. schematically in a diagram a first example (c1) of evolution of the effort (fjk) measured and filtered during the abrupt displacement of the cylinders, as a function of the relative deflection (drjk) of a wheel of a train of this vehicle, a second example (c2) of evolution of the effort (fjk) as a function of the relative displacement (drjk), identified by means of mathematical treatments applied to the filtered measurements c1 by a characterization system according to the invention , and a third example (c3) of evolution of the force (fjk) as a function of the relative deflection of this same train, determined by means of a vehicle characterization bench of the prior art (and therefore only in quasi static). The object of the invention is in particular to propose an SC system, and a related method, for characterizing simply and rapidly the passive suspensions of two trains Tj (j = 1 or 2) of two wheels Rjk (k = 1 or 2) d a vehicle VA which is installed on a test bench with four cylinders BE comprising four cylinders Vjk (supporting the four wheels Rjk).

In what follows, it is considered, by way of non-limiting example, that the vehicle is automotive type. This is for example a car. But the invention is not limited to this type of vehicle. It concerns indeed any vehicle comprising two trains each comprising two wheels and a passive suspension.

In addition, it is considered in the following, by way of non-limiting example, that the four-cylinder test rig BE is of the type "four-cylinder endurance bench" (or B4V). But the invention can be implemented on other four-jack test benches, since they comprise four cylinders intended to support four wheels forming, in pairs, two trains of a vehicle, and of which the extension may vary in a vertical direction.

It is recalled here that a vehicle characterization bench (or BCV) is a quasi-static bench. It may, in certain cases, require a replacement of the wheels of the vehicle by false wheels connected to the cylinders along the three dimensions of the space (XYZ) and having integrated force cells, and a clamping of the body at the level of jacks points. The action of the Z cylinder makes it possible to know the curve of flexibility. The action of the cylinders in XY makes it possible to characterize the elastocinematics of the train in the horizontal plane. On the other hand, a four-cylinder test bench used in the invention is intended to carry out vehicle endurance tests by reproducing the vertical stresses of the road, but it is not intended at all to carry out the test. less characterization.

Moreover, here "suspension" is understood to mean an assembly comprising two subsets associated respectively with two wheels Rjk (left (k = 1) and right (k = 2)) and each comprising at least one damper associated with at least one spring or means acting as a spring (for example in the case of hydraulic and pneumatic suspensions) and at least two elements to limit the movement of the vehicle, one used to control the crushing of the vehicle, called abutment attack and usually attached to the damper, the body CV or Tjk train, and the other used to limit the maximum suspension stroke, called rebound stop and generally internal to the damper.

FIG. 1 shows schematically a part of a test bench (with four jacks) BE comprising four jacks Vjk respectively supporting the four wheels Rjk of a vehicle VA and a non-limiting embodiment of a control system. characterized SC according to the invention, equipping at least in part this vehicle VA.

The test bench (four-cylinder) BE comprises, for example, a support support in which at least four recesses have been defined to respectively accommodate four jacks Vjk, or a pit in which are installed four cylinders Vjk and provided of a raised floor and having holes in line with the four cylinders Vjk in order to allow their extension in the vertical direction Z. Each jack Vjk comprises a fixed lower part and an upper part that can be translated relative to the lower part in the direction vertical Z and supporting one of the four wheels Rjk of a vehicle VA. As illustrated, the upper part of each cylinder Vjk may comprise a plate (or a cup) with a surface large enough to accommodate a margin Rjk wheel.

Each cylinder Vjk can be moved between a minimum position corresponding to a minimum extension in the vertical direction and a maximum position corresponding to a maximum extension in the vertical direction. It comprises for this purpose control means adapted to place it in a selected position between its minimum and maximum positions according to an instruction received from an individual computer OT which is located near the characterization zone and which is part of of the BE test bench. Depending on the characterization chosen it may not be necessary to go to the maximum position.

As illustrated in FIG. 1, a characterization system SC according to the invention comprises at least measuring means Ajk, A'jk, CDjk and possibly CFjk, and analysis means MA.

The measuring means Ajk, A'jk, CDjk and possibly CFjk are intended to be temporarily secured to the vehicle VA only, or to the vehicle VA and the cylinders Vjk, as will be seen below and as illustrated without limitation in Figure 1 They are suitable for measuring at least one relative clearance Drjk between each wheel Rjk and a part of the body CV situated above this wheel Rjk, an acceleration ajk of each wheel Rjk, and an acceleration a'jk of a part of the CV body located near each wheel Rjk. Measuring the clearance thus circumvents the measurement error related to the body deformations.

Preferably, and as illustrated without limitation, the characterization system SC also comprises measuring means CFjk able to measure forces (or forces) fjk exerted by each wheel Rjk on the jack Vjk associated (placed under it ( Rjk)).

The higher the number of measuring means, the higher the number of estimated characteristics of each suspension will be.

It will be noted that the set of measurements obtained during the characterization of the suspension is sometimes called "impulse response".

In the example shown non-limitatively in FIG. 1, the measuring means comprise: four Ajk accelerometers capable of respectively measuring the accelerations ajk of the four wheels Rjk of the two trains Tj, and preferably secured to the central parts of these wheels Rjk , four accelerometers A'jk able to respectively measure the accelerations a'jk of four parts of the body CV of the vehicle VA which are located respectively close to the four wheels Rjk of the two trains Tj, - four displacement sensors CDjk able to measure respectively the relative deflections drjk between the four wheels Rjk and four parts of the body CV located above these four wheels Rjk, and - four force sensors (or force) CFjk own to measure respectively efforts (or forces) fjk exerted by the four wheels Rjk on the cylinders Vjk which are placed under them (Rjk).

It will be noted that in the example shown non-limitatively in FIG. 1, the possible load sensors CFjk are installed in the upper parts of the cylinders Vjk, and more specifically in bearing zones situated under the wheels Rjk. By way of example, each force sensor CFjk can measure several forces by means of several load cells.

But in an alternative embodiment, any CFjk force sensors could be installed in the wheels Rjk. The wheels Rjk are then of dynamometric type. But any other sensor to recover a torsor wheel center can be used. Note, however, that it is better to recover the effort at each wheel because it is less disturbed by the "wheel rebound" or mode of unsprung mass Mns on kns stiffness of the tire.

One could also use both possible force sensors installed in the Vjk cylinders and possible force sensors installed in the Rjk wheels.

Each relative displacement measurement (wheel / body) drjk is relatively simple to implement, and allows to measure the movement of the suspension by minimizing the effects of deformation of the crate CV if the location of this measurement is judiciously chosen. It is therefore possible to make comparisons with the theoretical travel (or deflections) of suspension, without correction to remove the flexibility part of the body CV. Alternatively, one could use sensors each to measure the movement between a body part and the ground and sensors to measure each the movement between a wheel Rjk and the ground.

The analysis means MA are clean, following a sudden and simultaneous displacement of each of the cylinders Vjk from a first position of strong extension to a second position of small extension (and illustrated in Figure 1), to estimate by at least a signal processing method at least one functional parameter of each suspension from the measurements made by the measuring means (at least Ajk, A'jk and CDjk) following this abrupt displacement.

It will be understood that at the beginning of a characterization we begin by placing the cylinders Vjk in their first position, while they respectively support the four wheels Rjk.

Note that the first position (of strong extension) of each cylinder Vjk may be the maximum position of the latter (Vjk), and the second position (of small extension) of each cylinder Vjk may be the minimum position of the latter (vjk). But this is not obligatory. What is important is that there is a difference in height h between the first and second positions sufficient to carry out the chosen characterization of the suspensions (that is to say the estimation of at least one functional parameter of each suspension).

It will be noted that when the system SC comprises measuring means CFjk capable of taking measurements of a force fjk exerted by each wheel Rjk on the jack Vjk which is placed under it (Rjk), the analysis means MA can be clean. to estimate at least one functional parameter of each suspension from, also, these effort measurements fjk performed by the measuring means CFjk consecutive to the sudden and simultaneous displacement of the cylinders Vjk in their second position.

It will also be noted that each estimated functional parameter for each suspension may be chosen from at least one flexibility law, a friction value, and a damping law.

It is recalled that the flexibility represents the deformation undergone as a function of the load and therefore the variation of effort of a suspension as a function of crushing. It corresponds to the opposite of stiffness. It is the springs, the attack and relaxation stops and the parasitic stiffnesses of a train Tj that contribute to the flexibility.

In the example shown non-limitatively in FIG. 1, the analysis means MA are installed in the personal computer OT (which provides the position instructions to the control means of the four cylinders Vjk). Alternatively, they could be installed in a laptop or tablet. In another variant, the analysis means MA could constitute an analysis equipment comprising processing means (or CPU), such as for example a personal computer or a laptop or an electronic tablet. Therefore, the analysis means MA can be made in the form of software modules (or computer or "software"), or a combination of electronic circuits (or "hardware") and software modules.

Furthermore, in the example shown non-limitatively in FIG. 1, the analysis means MA receive the measurements made by the measuring means Ajk, A'jk and CDjk (as well as possibly CFjk) via computer cables connected to the OT personal computer. But they could receive these measurements by wave (provided that the personal computer OT and measurement means Ajk, A'jk and CDjk (as well as possibly CFjk) are equipped with wireless communication modules).

Preferably, the measurements begin to be recorded by the analysis means MA before the four cylinders Vjk (while they are placed in their first position) are suddenly and simultaneously displaced, and then until the vehicle VA is totally motionless.

When each of the cylinders Vjk is suddenly moved from its first position to its second position (over a height h), the tires of the wheels Rjk can (in certain characterizations depending in particular on h and the dynamics of the cylinders Vjk) no longer contact the jacks Vjk for a brief moment, then the wheels Rjk move towards the associated jacks Vjk under the effect of gravity, which induces a crash of each suspension during the impact between the tires of the wheels Rjk and the zones d support cylinders Vjk, then at least one rebound (whose amplitude in the vertical direction is even more important than height h is important.

This height h and especially the height of the body determine the falling speed of the wheels Rjk at the time of the impact of their tires, and thus will determine the level of crushing of the attacking stops of each suspension. For example, this height h may be chosen so as to induce a saturation chosen (that is to say, more or less important) of the attacking stops of the suspension after the wheels Rjk have again contacted respectively the zones d support of the associated Vjk cylinders.

For example, in the case of an attack abutment made in a heterogeneous material (that is to say with air bubbles), the abutment saturation occurs when the air bubbles have been compressed and therefore that the "wall of stiffness" of the material appears. The maximum extension amplitude of the Vjk cylinders can be enough to cover the entire suspension curve in attack and at least partly in relaxation. Indeed, the dynamics of the jacks is generally not sufficient for the Rjk wheels to take off and depart in maximum relaxation. The dynamics of the Rjk wheels is actually too fast for them to take off and therefore to cover the entire suspension stroke, and so it is the dynamics of pumping / pitching of the vehicle that makes it possible to attack. In this case, a static measurement on a simple arm bridge makes it possible to complete the relaxation suspension curve.

FIG. 2A diagrammatically illustrates a diagram of an example of time evolution (t) of the relative deflection (drjk) between a wheel Rjk of a train Tj of a vehicle VA and a part of the body CV of this VA vehicle, before and after the abrupt movement of the four Vjk cylinders.

When, thanks to each displacement sensor CDjk, we have measurements representative of the temporal evolution of each relative displacement drjk, of the type illustrated in FIG. 2A, it is possible to deduce from the position of the first rebound, which corresponds to at the maximum crushing of the attacking stops, and the position of the maximum relaxation the total attack stroke of each suspension of the vehicle VA.

It will be noted that the number of visible oscillations on the curve of FIG. 2A can make it possible to approximate the law of damping of the suspension (with the close friction). But this characterization of the damping law is imprecise because of its strong non-linearity and the fact that the number of measurement points is too small to estimate properly the law in view of the non-linearity of damping.

FIG. 2B diagrammatically illustrates a diagram of an example of time evolution (t) of the acceleration a'jk of a part of the body CV situated near the wheel Rjk (object of FIG. 2A) , before and after the abrupt displacement of the four cylinders Vjk.

Furthermore, FIG. 2C diagrammatically illustrates a diagram of an example of time evolution (t) of the acceleration ajk of the wheel Rjk of the vehicle train (object of FIGS. 2A and 2B), before and after the abrupt displacement of the four jacks Vjk.

Preferably, the analysis means MA are arranged to estimate each functional parameter of each suspension by equating the vehicle VA with a system with at least two degrees of freedom (or "2 ddis"), in which the effects can be neglected. related to pitching (because a B4V BE bench is used). More specifically, this system comprises a suspended mass Ms (representative of the body portion CV which is coupled to the wheels Rjk), an unsprung mass Mns (representative of the wheels Rjk), a first spring having a stiffness ks and connecting the suspended mass Ms to the unsprung mass Mns, and a second spring having a kns stiffness, representative of the stiffness of a tire of a wheel Rjk and connecting the unsprung mass Mns to the associated jack Vjk. This system is certainly ideal, since the depreciation of the body CV and tires are neglected, but it allows to calculate with a good approximation the natural modes of the vehicle VA and, initially, the functional values of adjustment of the vehicle VA, namely Cs (damping coefficient of the suspension), ks and kns.

For vehicles that we do not know (or little), we must proceed in stages because we do not know the mass Ms which is suspended at each train Tj, nor the mass Mns which is not suspended to this train Tj, nor the typing of each suspension.

Noting zs and zns the respective coordinates of the center of gravity of the suspended mass Ms and the unsprung mass Mns, the application of the fundamental relation of the dynamics to the part of the vehicle VA (modeled by the above-mentioned system 2ddls) gives a classical system of two coupled differential equations:

Ms * zs "+ ks * (zs - zns) + Cs * (zs '- zns') = Mv * g

Mns * zns "- Cs * (zs'-zns') - ks * (zs-zns) + kns * zns = 0, where Mv = Ms + Mns, Cs is the damping coefficient of a suspension, and g is the constant of gravitation, and with the initial conditions Zs "= Mv * g and Zs' = Mv * g * h0.

These two coupled differential equations can be rewritten in a matrix form, which allows to deduce the pulsations ω + and ω. real eigen modes of the unamortized system by calculating the eigenvalues of the matrix:

For a vehicle VA, kns tire stiffness is very large compared to that of the suspensions and the hanging mass Ms is very large in front of the unsprung mass Msn (typically we have Ms = 1500kg, Mns = 150kg, ks = 50 N. mm "^ and kns = 500 N.mm" ^). We can therefore write: ks / kns "1 and Mns / Ms" 1. With such an approximation the pulsations ω + and ω. real eigen modes are rewritten:

and

The first mode (having the puls + pulse) is called the wheel bounce mode. It is usually located around 12 Hz. The second mode (having the puls pulsation) is called suspend mode. It is generally between 1.1 Hz and 1.7 Hz depending on the typing of the vehicle.

This first mode is in fact a complex mode and the frequency (or pulsation) depends on the damping which is non-linear around the 0 (that is to say around a relative deflection value dr equal to 0) . But we can start from the premise that the stiffness (or flexibility) K of the suspension is linear around the 0, because this is what happens in the vast majority of cases.

For a known vehicle. Ms and Mns are known, and Cs and Ks are known in a functional manner although there may be small variations related to the manufacturing dispersions, the precise lack of knowledge of the law of flexibility around the 0, and to the precise ignorance of the law of depreciation. For a vehicle not (or little) known, only the total mass Mv = Mns + Ms is known, Ms and Mns being unknown.

In the case of the use of the two-degree of freedom system described above, the analysis means MA can be arranged to estimate at least one functional parameter of each suspension by means of a signal processing method. an optimization method under stress (s) applied (s) to the measurements carried out, assimilating the vehicle VA to this system with two degrees of freedom.

The determination of the flexibility law firstly requires filtering the signal correctly in order to correctly remove the disturbances which are linked to the parasitic modes (linked in particular to the wheel bounce and to the influence of the GMP ("MotoGP group") modes of the hash engine).

Firstly, we can begin by determining the flexibility of the vehicle VA around a reference base that it has when the cylinders Vjk are in their first position.

A good way to determine the relaxation flexibility is to lift the vehicle VA while measuring the forces exerted by the wheels Rjk on the trays Vjk cylinders and relative movements drjk. Another solution is to lift the vehicle VA, for example during a weighing. The lifting of the vehicle VA makes it possible to know precisely the total stroke as well as the coefficient governing the flexibility law, in other words the stiffness ks the spring of each suspension. Yet another simple and effective solution is to extract the signal during the last stabilization cycle. It must then be ensured that the speed of the vehicle VA, in particular in relaxation, is low (typically less than 350 mm / s). This may possibly require a characterization with a smaller height h.

An estimate of the suspension stiffness (or flexibility) K (= ks) can be obtained, for example, using a signal processing method such as the modes of PRONY. These modes of Prony indeed make it possible to access the pulsations ω + and ω., And therefore, knowing the masses Ms and Mns we can deduce the suspension stiffness K (provided that the law of flexibility is not too nonlinear in this area of operation). Note that conversely, when we know K, ω + and ω., We can deduce Ms and Mns.

Alternatively, one can use complex filtering methods, such as that called Kalman.

Another variant consists in estimating K by using the flexibility curve as a function of the relative displacement drjk between the maximum relaxation measured after the first rebound and the second rebound. In this case, by drawing the straight line between the two extrema where the displacement speed is zero (that is to say by making a linear interpolation on the flexibility curve), one can approximate the flexibility law. If we exceed this zero travel speed threshold, we must reset not the first cycle but from the moment when the speed reaches this threshold. It then commits an inaccuracy (typically about 10%) because the efforts of the dampers are not negligible in view of the variation of the forces of the springs, but this makes it possible to have at the first order an acceptable estimate of the stiffness of suspension (or flexibility ) K. Note that in this range, the deflection speeds are low (typically less than 0.4 m / s), and therefore the damping forces are limited. Nevertheless, there are fluctuations in the effort and the deflection around the wheel bounce zone. It should also be noted that this range can also make it possible to estimate each damping law.

The stiffness of suspension (or flexibility) K is thus known to be about 10% or 20%. A correction of K can then be made via the information which is given at the moment when one begins to move the cylinders Vjk towards their second position (resetting via an estimation of the rebound damping). This moment is relatively difficult to determine. However, at the beginning of the displacement, it can be considered that there is no dynamic effect and therefore that the only force present is that exerted by the thrust of each spring, the resistance of each shock absorber and the accelerations of the masses. suspended. This allows the value of the rebound damping to be estimated at about 0.5 m / s or 0.6 m / s. Beyond, dynamic phenomena related to the contact of each tire on the support zone of the jack Vjk associated will disturb the estimate. From this estimate of the initial value of the rebound damping and through an optimization process, it is possible to perform a registration of the slope of the flexibility on the part of the signal used to estimate the coefficient of flexibility. In particular, one could use a method of Kalman type to access these parameters. Note that beyond 0.3 m / s the viscosity of the damping is non-linear, especially in relaxation.

Once the steering coefficient of the expansion flexibility curve has been corrected, the relaxation curve Fjk can be lengthened linearly by means of a law of the type Fjk = K * drjk, as long as the expansion stop does not intervene.

To estimate the stiffness of suspension (or flexibility) K in attack, we can estimate on the curve of evolution of the relative displacement drjk, in the part corresponding to the phase of attack, the point where there is a slight rupture (or discontinuity) of slope and which corresponds to the moment when the efforts in attacking stops are no longer negligible (because the latter begin to play their role). Then we find the displacement drbjk corresponding to this estimated point. In some cases, the odds for that moment are hard to pick up and so we have to pick it up on the second rebound. Then, the determination of flexibility can be made at the time of the first rebound on the attack stop, because it strongly attacks the latter.

At the moment when the first rebound of the vehicle VA occurs on the attacking stops, the measured effort levels and the shape of each effort curve fjk show that the attack stops are saturated. During this saturation, the fjk efforts measured are almost exclusively related to the crashing of the attacking stops which corresponds to a stiffness kb (and in some cases a contribution of the stiffness of the box CV, which can be overcome by appropriate choice of measuring means). Indeed, the speed is almost zero, and therefore the damping forces Cs * drjk 'are very low compared to kb * drjk, and the influence of the rebound is weak in front of those of the attacking stops in view of the stiffness, dr 'is here the derivative of dr (the relative displacement). So, as we saturate the attacking stops, the fjk efforts are almost exclusively those of the attacking stops. We can thus obtain a precise approximation of the stiffness of the attacking stops kb between a position drajk corresponding to a maximum attack and a position drajk - dajk, where dajk is the altitude of the wheel Rjk for which the speed will exceed a threshold chosen, which corresponds to a speed for which the damping forces are no longer negligible. For example, a threshold of about 0.35 m / s can be chosen. Between these two positions drajk and drajk - dajk, the determination of the flexibility in attack is precise.

All that remains is to interpolate the flexibility curve in attack K (x) = Fjk / drjk (x)) between the maximum attack position drajk and the position drbjk to estimate the saturation force of the stops of attack. By way of example, this interpolation can be done by means of a mathematical model based on exponentials passing between the positions drbjk and drajk and at least one optimization method. As a purely illustrative example, it is possible to use a mathematical model such as:

where bi is a polynomial coefficient and f is a chosen form factor. For example, the index i can vary between 1 and 3.

This type of polynomial and exponential model, which is illustrative, makes it possible to improve the curvature between the linear zone and the saturation part of the etch stop. Of course, other mathematical models can be envisaged.

FIG. 3 schematically illustrates a first example c1 of the evolution of the force fjk measured and filtered after the abrupt displacement of the cylinders Vjk (which induces a release of the vehicle VA), as a function of the measured relative displacement of the suspension of a train Tj of this vehicle VA. This evolution is obtained by means of the measurements provided by the sensors CFjk and CDjk. In this FIG. 3 is also illustrated a second example c2 of the evolution of the force fjk as a function of the relative deflection drjk identified, after application of the mathematical treatments to the filtered measurements c1, for this train Tj by a characterization system SC.

In this example, the entire portion between -90 mm and -i-30 mm can, for example, be obtained directly during a lifting of the vehicle VA, for example on a bridge arm. The functional parameters are obtained at least by linear interpolation of the flexibility curve. The part between drajk and drbjk is for example obtained by interpolation of the flexibility curve. The part between 0 and drajk is for example obtained by optimization under stress (s). By way of comparison, FIG. 3 also illustrates a third example c3 of evolution of the quasi-static force fjk as a function of the relative clearance drjk of this same train Tj, determined by means of a vehicle characterization bench. of the prior art. From the moment when one has the effort as a function of the relative displacement (f (drjk)), one can have an estimate of the damping law ajk (t). This is done between the moment when the relative displacement drjk is zero (after the first rebound) and the moment when the vehicle stabilizes. To do this we can use the formula f (t) - f (drjk (t)) = ajk (t). A curve is then determined in which the theoretical damping curve ajk (t) passes.

For example, when we know dr, Ms, zs "and ks, we can recalculate (for example by means of a homogenization method or an optimization method (preferably non-linear)) the value the damping coefficient of the suspension Cs. It will be noted that at the origin of the characterization, there is an operating range (of about 40 mm) which makes it possible to check the order of magnitude of Cs. Note also that the damping law ajk (t) can be optionally refined by successively performing several characterizations (via several successive displacements of the cylinders Vjk of different the above characterization can be done between the zero relative displacement dimension and the stabilization of the It can be shown that in many situations the forces fjk (t) can be determined by means of the formula drjk '= fjk (t) - Mns * drjk "- K (drjk) * drjk. to do by means of an optimization method.

It should be noted that each estimated damping curve represents only part of the response of a damper. However, it is sufficient to make a comparison with the law effort / theoretical speed.

Note also that one can improve the prediction of the damping law expansion by using the beginning of the characterization where the forces are mainly viscous and spring force forces on the unsprung mass Mns. The conformity of each damping law can only be done by comparing the curve obtained and the theoretical curves brought back to the wheel center.

Note also that to obtain the estimated value of the functional parameter that constitutes the friction value Fs of a suspension, one can proceed as follows. First of all, it can be seen that after the oscillations a stabilization occurs quickly, with a residual of relative deflection drrjk which is linked to the friction. Knowing the law of flexibility around the 0 and this value of the residual of relative displacement drrjk, one can, for example, approximate the value of the friction of the suspension by the equation Fs = ks * drrjk.

It will also be noted that the analysis means MA may also be and possibly arranged to compare, by means of at least one selected filtering, estimated values, representative of at least one functional parameter of each suspension of the vehicle VA, to a corresponding theoretical curve and calculation result. This comparison is preferably done after a registration of the attitude of the vehicle VA. This advantageously makes it possible to verify whether the estimated functional parameters correspond to known theoretical functional parameters.

It is important to note that the invention can also be considered from the angle of a method of characterizing the suspensions of a vehicle VA, which can be implemented in particular by means of a characterization system SC of the type of presented above, in a four-cylinder BE test bench Vjk. The functionalities offered by the implementation of the method according to the invention being identical to those offered by the SC system presented above, only the combination of main features offered by the method is presented below. This process comprises four steps.

In a first step, the four wheels Rjk of a vehicle VA are respectively placed on four cylinders Vjk of a test stand BE, and the vehicle VA and / or the cylinders Vjk are coupled to measuring means Ajk, A '. jk, CDjk (and possibly CFjk) suitable for taking measurements of at least one relative clearance drjk between each wheel Rjk and a part of the body CV of the vehicle VA situated above this wheel Rjk, an acceleration ajk of each wheel Rjk, and an acceleration a'jk of a portion of the body CV located near each wheel Rjk.

In a second step, each cylinder Vjk is placed in a first position of strong extension (possibly the maximum position).

In a third step, each of the cylinders Vjk is suddenly moved in a second position of small extension (possibly the minimum position), and measurements are recorded by the measuring means Ajk, A'jk, CDjk (and possibly CFjk) consecutively. to this sudden displacement.

In a fourth step, at least one signal processing method estimates at least one functional parameter of each suspension from the measurements recorded in the third step. The invention offers several advantages, among which: an estimation of (s) characteristics of the suspensions of a simple vehicle, fast (to be realized and implemented), and economic, - a simple and inexpensive characterization system, it makes it possible to quickly obtain estimates of characteristics of the suspensions when it is not possible to use a characterization bench of the prior art, the possibility of rapidly checking the conformity of each suspension of each train of a vehicle on a test bench with four cylinders before a test (of endurance or of measurements) or during a test intended to determine a possible drift, there one where one can realize a characterization of type BCV, - the possibility to check the conformity of a model.

Claims (10)

REVENDICATIONS 1. Système (SC) de caractérisation des suspensions de deux trains (Tj) de deux roues (Rjk) d’un véhicule (VA) comprenant une caisse (CV), lesdites quatre roues (Rjk) étant placées respectivement sur quatre vérins (Vjk) d’un banc d’essai à quatre vérins (BE), caractérisé en ce qu’il comprend i) des moyens de mesure (Ajk, A’jk, CDjk) propres à effectuer des mesures d’au moins un débattement relatif entre chaque roue (Rjk) et une partie de ladite caisse (CV) située au-dessus de cette roue (Rjk), une accélération de chaque roue (Rjk), et une accélération d’une partie de ladite caisse (CV) située à proximité de chaque roue (Rjk), et ii) des moyens d’analyse (MA) propres, consécutivement à un déplacement brusque de chacun desdits vérins (Vjk) d’une première position de forte extension vers une seconde position de faible extension, à estimer par au moins une méthode de traitement de signal au moins un paramètre fonctionnel de chaque suspension à partir des mesures effectuées par lesdits moyens de mesure (Ajk, A’jk, CDjk) consécutivement audit déplacement brusque.1. System (SC) for characterizing the suspensions of two trains (Tj) of two wheels (Rjk) of a vehicle (VA) comprising a body (CV), said four wheels (Rjk) being placed respectively on four cylinders (Vjk) ) of a four-cylinder test stand (BE), characterized in that it comprises i) measuring means (Ajk, A'jk, CDjk) capable of taking measurements of at least one relative movement between each wheel (Rjk) and a part of said body (CV) located above this wheel (Rjk), an acceleration of each wheel (Rjk), and an acceleration of a portion of said body (CV) located nearby each wheel (Rjk), and ii) clean analysis means (MA), following a sudden displacement of each of said cylinders (Vjk) from a first position of strong extension to a second position of small extension, to estimate by at least one signal processing method at least one functional parameter of each suspension to from measurements made by said measuring means (Ajk, A'jk, CDjk) subsequent to said abrupt displacement. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens d’analyse (MA) sont agencés pour estimer au moins un paramètre fonctionnel de chaque suspension choisi dans un groupe comprenant une loi de flexibilité, une valeur de frottement de chaque suspension, et une loi d’amortissement.2. System according to claim 1, characterized in that said analysis means (MA) are arranged to estimate at least one functional parameter of each suspension selected from a group comprising a law of flexibility, a friction value of each suspension, and a law of depreciation. 3. Système selon l’une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu’il comprend des moyens de mesure (CFjk) propres à effectuer des mesures d’un effort exercé par chaque roue (Rjk) sur le vérin (Vjk) placé sous elle (Rjk), et en ce que lesdits moyens d’analyse (MA) sont propres à estimer au moins un paramètre fonctionnel de chaque suspension à partir, également, desdites mesures d’effort effectuées par lesdits moyens de mesure (CFjk) consécutivement au déplacement brusque desdits vérins (Vjk) dans leur seconde position.3. System according to one of claims 1 and 2, characterized in that it comprises measuring means (CFjk) adapted to perform measurements of a force exerted by each wheel (Rjk) on the jack (Vjk) placed under it (Rjk), and in that said analysis means (MA) are able to estimate at least one functional parameter of each suspension from, also, said effort measurements made by said measuring means (CFjk) consecutively abrupt displacement of said cylinders (Vjk) in their second position. 4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que certains desdits moyens de mesure sont des capteurs d’efforts (CFjk), installés dans chacun desdits vérins (Vjk) dans une zone située sous la roue (Rjk) associée, et propres chacun à mesurer un effort exercé par une roue (Rjk) sur ledit vérin (Vjk) associé.4. System according to claim 3, characterized in that some of said measuring means are force sensors (CFjk), installed in each of said cylinders (Vjk) in an area below the wheel (Rjk) associated, and each own measuring a force exerted by a wheel (Rjk) on said cylinder (Vjk) associated. 5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que certains desdits moyens de mesure sont des capteurs d’efforts (CFjk), installés dans chacune desdites roues (Rjk), et propres chacun à mesurer un effort exercé par une roue (Rjk) sur ledit vérin (Vjk) associé.5. System according to claim 4, characterized in that some of said measuring means are force sensors (CFjk), installed in each of said wheels (Rjk), each adapted to measure a force exerted by a wheel (Rjk). on said associated cylinder (Vjk). 6. Système selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdites première et seconde positions sont espacées d’une hauteur propre à induire une saturation choisie de butées d’attaque de chaque suspension après que lesdites roues (Rjk) aient contacté de nouveau respectivement lesdits vérins (Vjk) associés.6. System according to one of claims 1 to 5, characterized in that said first and second positions are spaced from a height to induce a chosen saturation of attack stops of each suspension after said wheels (Rjk) have contacted again respectively said cylinders (Vjk) associated. 7. Système selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que lesdits moyens d’analyse (MA) sont agencés pour estimer au moins un paramètre fonctionnel de chaque suspension dudit véhicule (VA) en attaque et en partie en détente.7. System according to one of claims 1 to 6, characterized in that said analysis means (MA) are arranged to estimate at least one functional parameter of each suspension of said vehicle (VA) in attack and partly in relaxation. 8. Système selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que lesdits moyens d’analyse (MA) sont agencés pour assimiler ledit véhicule (VA) à un système à au moins deux degrés de liberté, et pour estimer au moins un paramètre de chaque suspension au moyen d’une méthode de traitement de signal et d’une méthode d’optimisation sous contrainte(s) appliquée(s) auxdites mesures effectuées, en assimilant ledit véhicule (VA) audit système à deux degrés de liberté.8. System according to one of claims 1 to 7, characterized in that said analysis means (MA) are arranged to assimilate said vehicle (VA) to a system with at least two degrees of freedom, and to estimate at least a parameter of each suspension by means of a signal processing method and a constrained optimization method (s) applied to said measurements made, assimilating said vehicle (VA) to said two degree of freedom system . 9. Système selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que lesdits moyens d’analyse (MA) sont agencés pour comparer, au moyen d’au moins un filtrage choisi, des valeurs estimées, représentatives d’au moins un paramètre fonctionnel de chaque suspension dudit véhicule (VA), à une courbe théorique correspondante et issue de calculs.9. System according to one of claims 1 to 8, characterized in that said analysis means (MA) are arranged to compare, by means of at least one selected filtering, estimated values, representative of at least one functional parameter of each suspension of said vehicle (VA), to a corresponding theoretical curve and calculated. 10. Procédé de caractérisation des suspensions de deux trains (Tj) de deux roues (Rjk) d’un véhicule (VA) comprenant une caisse (CV), caractérisé en ce qu’il comprend : - une première étape dans laquelle on place lesdites quatre roues (Rjk) respectivement sur quatre vérins (Vjk) d’un banc d’essai à quatre vérins (BE), et on couple audit véhicule (VA) et/ou auxdits vérins (Vjk) des moyens de mesure (Ajk, A’jk, CDjk) propres à effectuer des mesures d’au moins un débattement relatif entre chaque roue (Rjk) et une partie de ladite caisse (CV) située au-dessus de cette roue (Rjk), une accélération de chaque roue (Rjk), et une accélération d’une partie de ladite caisse (CV) située à proximité de chaque roue (Rjk), - une deuxième étape dans laquelle on place chacun desdits vérins (Vjk) dans une première position de forte extension, - une troisième étape dans laquelle on déplace brusquement chacun desdits vérins (Vjk) dans une seconde position de faible extension et on enregistre des mesures effectuées par lesdits moyens de mesure (Ajk, A’jk, CDjk) consécutivement à ce déplacement brusque, et - une quatrième étape dans laquelle on estime par au moins une méthode de traitement de signal au moins un paramètre fonctionnel de chaque suspension à partir desdites mesures enregistrées.10. A method of characterizing the suspensions of two trains (Tj) of two wheels (Rjk) of a vehicle (VA) comprising a body (CV), characterized in that it comprises: a first step in which said four wheels (Rjk) respectively on four cylinders (Vjk) of a four-cylinder test stand (BE), and said vehicle (VA) and / or said cylinders (Vjk) are coupled with measuring means (Ajk, A jk, CDjk) capable of taking measurements of at least one relative clearance between each wheel (Rjk) and a part of said body (CV) located above this wheel (Rjk), an acceleration of each wheel (Rjk ), and an acceleration of a portion of said box (CV) located near each wheel (Rjk), - a second step in which each of said cylinders (Vjk) is placed in a first position of strong extension, - a third step in which one moves suddenly each of said cylinders (Vjk) in a second position of extension and record measurements made by said measuring means (Ajk, A'jk, CDjk) consecutive to this sudden displacement, and - a fourth step in which it is estimated by at least one signal processing method at least one parameter each suspension from said recorded measurements.
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